专利名称：一种全自动平衡式电池组充电器装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电池充电器，具体地，涉及一种全自动平衡式电池组充电器装置。
背景技术：
一般地，电池组充电器采用串充充电或并充充电，其中，串充充电的电路结构简 单，效率高，成本低；与串充充电相比，并充充电的电路结构复杂，效率低，成本高。但是，在串充充电的过程中，无法监测电池组中单节电池的电压，容易造成单节电 池过充或充不饱(即电压的不平衡)，从而导致电池组容量降低或电池组被充坏。另外，在并充充电的过程中，可以监测电池组中单节电池的电压；但是，当电池组 是由N节电池组成时，电池组充电器就需要完全独立的N个充电器组成，导致电池组充电器 的成本非常高，而且很难把N个充电器的电压控制一致，无法有效推广。综上所述，在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下缺 陷(1)电压平衡性差串充充电的时，无法监测电池组中单节电池的电压，易造成电 压不平衡，从而导致电池组容量降低或电池组被充坏；(2)成本高并充充电的过程中时，当电池组是由N节电池组成时，电池组充电器 就需要完全独立的N个充电器组成，导致电池组充电器的成本非常高；(3)电压一致性控制难度大并充充电的过程中时，当电池组充电器就需要完全 独立的N个充电器组成时，很难把N个充电器的电压控制一致，无法有效推广。
发明内容本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种全自动平衡式电池组充电器装 置，以实现电压平衡性好、成本低、电压一致性控制难度小与使用寿命长的优点。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种全自动平衡式电池组充电 器装置，包括AC输入单元，串充恒压、恒流充电器，中央处理单元与电池组；其中所述AC 输入单元，串充恒压、恒流充电器，中央处理单元与电池组，依次连接。进一步地，所述中央处理单元包括串充控制开关、DC-DC隔离电源、恒流控制模 块、MCU供电电源、MCU、电子开关、恒流电源与隔离控制模块，其中所述串充恒压、恒流充 电器，串充控制开关，以及电池组，依次连接；所述串充恒压、恒流充电器，DC-DC隔离电源， MCU供电电源，MCU，电子开关，隔离控制模块，以及电池组，依次连接；所述DC-DC隔离电源、 恒流控制模块、恒流电源与隔离控制模块，依次连接；所述MCU与串充控制开关连接，隔离 控制模块与MCU连接，电子开关与恒流控制模块连接。进一步地，所述电池组包括第1至N节电池。本实用新型各实施例的全自动平衡式电池组充电器装置，由于包括AC输入单元， 串充恒压、恒流充电器，中央处理单元与电池组；其中AC输入单元，串充恒压、恒流充电 器，中央处理单元与电池组，依次连接；使用该全自动平衡式电池组充电器装置，可以使电池组一直处于均衡状态；从而可以克服现有技术中电压平衡性差、成本高与电压一致性控 制难度大的缺陷，以实现电压平衡性好、成本低、电压一致性控制难度小与使用寿命长的优
点o本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书 中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过 在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用 新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中图1为根据本实用新型全自动平衡式电池组充电器装置的工作原理示意图。结合附图，本实用新型实施例中附图标记如下1-AC输入单元；2-串充恒压、恒流充电器；3-串充控制开关；4-DC-DC隔离电源； 5-恒流控制模块；6-MCU供电电源；7-MCU ；8-电子开关；9-恒流电源；10-隔离控制模块； 11-电池组；1101-第1节电池；110n-第N节电池。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优 选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。根据本实用新型实施例，提供了一种全自动平衡式电池组充电器装置。如图1所 示，本实施例包括AC输入单元1，串充恒压、恒流充电器2，中央处理单元与电池组11 ；其 中AC输入单元1，串充恒压、恒流充电器2，中央处理单元与电池组11，依次连接。这里，电 池组11包括第1至N节电池，如第1节电池1101，第N节电池110n。其中，上述中央处理单元包括串充控制开关3、DC_DC隔离电源4、恒流控制模块5、 MCU供电电源6、MCU 7、电子开关8、恒流电源9与隔离控制模块10，具体地，串充恒压、恒 流充电器2，串充控制开关3，以及电池组11，依次连接；串充恒压、恒流充电器2，DC-DC隔 离电源4，MCU供电电源6，MCU 7，电子开关8，隔离控制模块10，以及电池组11，依次连接； DC-DC隔离电源4、恒流控制模块5、恒流电源9与隔离控制模块10，依次连接；MCU 7与串 充控制开关3连接，隔离控制模块10与MCU 7连接，电子开关8与恒流控制模块5连接。在上述实施例中，AC输入单元1，与串充恒压、恒流充电器2为一般串充充电器，用 于提供电池组11充电所需的电压、电流、以及全自动平衡式电池组充电器装置的供电；串 充控制开关3为可控制的串充充电的开关；DC-DC隔离电源4为DC-DC隔离电源，把所有均 衡模块与串充充电器完全隔离；恒流控制模块5为可控制的恒流电源，可控制恒流电源9是 否启动充电；MCU供电电源6为一组电源，给MCU 7供电；MCU 7对隔离控制模块10采集的 数据进行处理，并控制串充控制开关3与电子开关8 ；电子开关控制恒流控制模块5的开和 关，控制隔离控制模块10对单节电池的控制；恒流电源9提供均衡电源；隔离控制模块10 可根据要求对单节电池电压检测或充电。中央处理单元为本实施例的核心部分，具体工作流程为当充电器给电池组11充电时，串充充电断开，先对电池组11单节电池进行检测，如有低于最低起机电压电池，均衡 电路启动，对欠压电池依次充电，当所有电池都满足最低起机电压时，串充充电开启，开始 对电池组11充电；如单节电池检测都满足最低起机电压时则直接开启串充，对电池组11充电。其中，串充充电的时候同时开启单节电池检测，自动选择单节电池最高电压为基 准，依次对电池进行比较；如所测电池压差都在范围以内则不启动均衡电路；如所测电池 压差超过范围则启动均衡电路，对欠压电池进行补充充电。在整个充电过程中定时的开启 单节电池检测，如有发现电池压差超差，则启动均衡电路，真正做到了全过程均衡。另外，在单节电池检测时如发现过压，则立即关闭串充充电，如单节电池电压都在 范围内则充电器处在监控状态；如有单节电池电压在范围外则单独启动均衡电路，对不足 电池进行补充充电，直至所有电池电压都在范围内充电器转入监测状态。例如，以10串锰酸锂电池组为例电池组由10个4. 2V每节的锰酸锂电池串联组 成，电池组11需把每节电池串联点都引线到充电口，需要11根线。当充电器给电池组充电 时会先检测每节锰酸锂电池的电压，如其中有低于2. 5V(根据客户要求定)的电池，充电器 会启动均衡电路(均衡电流根据客户定)，先把所有欠压的电池充到2. 5V以上才开始启动 串充。在串充充电开始同时，充电器还会对每节电池电压进行监控，自动选择10个电池 中最高电压为基准，对其余电池电压进行比较，对压差超过10mV的电池启动均衡电路进行 补充充电，从多到少依次充电，直至所有电池压差都控制在10mV以内，均衡电路关闭，充电 器处于监控状态；在整个充电过程中充电器始终会对每节电池进行监控，如有超差自动启 动均衡电路。在监控过程中如发现有过充电池(过充电压根据客户需求设定)，则关闭充电 串充充电，单独启动均衡电路，对压差超范围电池进行补充充电，直至所有电池电压都在范 围内充电器转入监测状态。上述实施例的全自动平衡式电池组充电器装置，可以在串充中增加少量成本，达 到串并充的完美结合，并且由MCU 7控制，从开始充电之时就开始检测单节电池的电压，单 节电池有没达到预充电要求的，先开始并充进行预充电，等到单节电池达到预充电电压，才 开始开启串充进行大电流充电；从而避免了一般串充检测总电压，有单节电池没达到预充 电电压就开始大电流充电的现象。从充电开始就对电压低的电池开始均衡；均衡时间长，整 个充电过程都在进行均衡。而一般的串充，在充电的最后当电池电压过压保护的时候才开始进行均衡，均衡 时间短；在开始均衡的时候，电池已经被过充了 ；并且，一般的并充在一组电池组中，很难 把N个充电器电压控制一致；一般的串充使用电流检测，并不能保证单节电池不被过充；即 使有充电均衡电路，当有单体电池开始过充电的时候，如果此时充电电流大于均衡电流，电 池依然会被过充电。本实施例对一组电池组中的N节电池使用一个充电器进行双重隔离充 电，使一组中的N节电池的充电电压保持一致，在充电结束使用MCU检测单节电池电压，发 现有电池充饱，即刻结束串充，单独使用并充对电池组进行充电，避免了电池会造成过充的 现象；可见，使用该全自动平衡式电池组充电器装置后，可以使电池组一直处于均衡状态， 有利于大大提高电池组11的使用寿命。综上所述，本实用新型各实施例的全自动平衡式电池组充电器装置，由于包括AC输入单元，串充恒压、恒流充电器，中央处理单元与电池组；其中AC输入单元，串充恒压、 恒流充电器，中央处理单元与电池组，依次连接；使用该全自动平衡式电池组充电器装置， 可以使电池组一直处于均衡状态；从而可以克服现有技术中电压平衡性差、成本高与电压 一致性控制难度大的缺陷，以实现电压平衡性好、成本低、电压一致性控制难度小与使用寿 命长的优点。 最后应说明的是以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本 实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员 来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征 进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均 应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求一种全自动平衡式电池组充电器装置，其特征在于，包括AC输入单元，串充恒压、恒流充电器，中央处理单元与电池组；其中所述AC输入单元，串充恒压、恒流充电器，中央处理单元与电池组，依次连接。
2.根据权利要求1所述的全自动平衡式电池组充电器装置，其特征在于，所述中央处 理单元包括串充控制开关、DC-DC隔离电源、恒流控制模块、MCU供电电源、MCU、电子开关、 恒流电源与隔离控制模块，其中所述串充恒压、恒流充电器，串充控制开关，以及电池组，依次连接； 所述串充恒压、恒流充电器，DC-DC隔离电源，MCU供电电源，MCU,电子开关，隔离控制 模块，以及电池组，依次连接；所述DC-DC隔离电源、恒流控制模块、恒流电源与隔离控制模块，依次连接； 所述MCU与串充控制开关连接，隔离控制模块与MCU连接，电子开关与恒流控制模块连接。
3.根据权利要求1或2所述的全自动平衡式电池组充电器装置，其特征在于，所述电池 组包括第1至N节电池。
专利摘要本实用新型公开了一种全自动平衡式电池组充电器装置，包括AC输入单元，串充恒压、恒流充电器，中央处理单元与电池组；其中所述AC输入单元，串充恒压、恒流充电器，中央处理单元与电池组，依次连接。本实用新型所述全自动平衡式电池组充电器装置，可以克服现有技术中电压平衡性差、成本高与电压一致性控制难度大等缺陷，以实现电压平衡性好、成本低、电压一致性控制难度小与使用寿命长的优点。
文档编号H02J7/04GK201758301SQ201020254980
公开日2011年3月9日 申请日期2010年7月12日 优先权日2010年7月12日
发明者任庆, 孙科, 高剑峰 申请人:无锡晶磊电子有限公司